河南省新乡市多校联考2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1天一大联考2023—2024学年（下）高一年级期中考试物理考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.2024年2月23日，北京冬奥会冠军苏翊鸣在单板滑雪公开组男子大跳台比赛中以182.60分夺冠。假设苏翊鸣从最高点到落地的过程中，不计空气阻力和旋转的影响，则（）A.最高点到落地时间与苏翊鸣和滑板的质量有关B.最高点到落地的时间由最高点到落地的高度决定C.飞行过程中相等时间内速度的变化量增大D.飞行过程中相等竖直位移内速度的变化量不变〖答案〗B〖解析〗AB．从最高点到落地的过程中做平抛运动，根据解得与苏翊鸣和滑板的质量无关，由最高点到落地的高度决定，故A错误，B正确；C．速度的变化量飞行过程中相等时间内速度的变化量不变，故C错误；D．竖直方向有飞行过程中相等竖直位移内速度的变化量变小，故D错误。故选B。2.体操单杠比赛中，有一个单臂大回环动作，如图所示为运动员在最高点时的情景，则（）A.运动员在最高点的最小速度不能为0B.在最高点，单杠对运动员的作用力提供运动员圆周运动的向心力C.单杠对运动员的作用力与运动员的重力始终是一对平衡力D.若运动员在最高点的速度增大，则运动员需要的向心力增大〖答案〗D〖解析〗A．当在最高点单杠对运动员的支持力等于重力时，最小速度为0，故A错误；B．在最高点，单杠对运动员的作用力和重力的合力提供运动员圆周运动的向心力，故B错误；C．由于运动员做的圆周运动，所以单杠对运动员的作用力与运动员的重力不一定平衡，故C错误；D．根据若运动员在最高点的速度增大，则运动员需要的向心力增大，故D正确。故选D。3.2024年2月3日7时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将吉利星座02组卫星发射升空，11颗卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假设其中三颗卫星绕地球做圆周运动，a为地球的同步卫星，周期为T，b为倾斜轨道卫星，c为极地卫星（绕地球的两极做圆周运动），已知，地球表面两极的重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法正确的是（）A.b卫星距离地球表面的高度为B.c卫星的运动周期大于TC.a和c卫星的线速度之比为D.a和c卫星的向心加速度之比为〖答案〗A〖解析〗B．根据开普勒第三定律可得故B错误；A．根据黄金代换式根据万有引力提供向心力解得故A正确；C．根据可得a和c卫星的线速度之比为故C错误；D．根据可得a和c卫星的向心加速度之比为故D错误。故选A。4.“打水漂”是一种常见的娱乐活动，一薄铁片从距离水面高度为h处水平抛出，水平方向运动距离l，与水面第一次作用后，薄铁片会反复在水面上弹跳前进。假设薄铁片和水面每次接触后，在水平方向，速度不变，而在竖直方向，速度方向相反，大小变为原来的，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A.薄铁片抛出的初速度大小为B.薄铁片第二次与水面接触后上升的高度为C.薄铁片从与水面第一次接触到第二次与水平面接触水平方向的位移大小为lD.薄铁片每次接触水面时速度方向与水面的夹角不变〖答案〗C〖解析〗A．根据平抛运动，解得故A错误；B．第一次竖直方向自由落体有薄铁片第二次与水面接触后速度为竖直方向做竖直上抛运动，根据薄铁片第二次与水面接触后上升的高度为故B错误；C．薄铁片从与水面第一次接触到第二次与水平面接触水平方向的时间薄铁片从与水面第一次接触到第二次与水平面接触水平方向的位移大小为故C正确；D．薄铁片接触水面时速度方向与水面的夹角的正切值为因为水平速度不变，竖直方向速度变小，所以薄铁片每次接触水面时速度方向与水面的夹角变小，故D错误。故选C。5.如图所示，水平薄板上放置质量为物块A，用水平轻绳通过光滑的固定小圆环悬挂质量为的小球B，小球B到小圆环的绳长为l，小球B以悬挂点为顶点做匀速圆锥摆运动，绳与竖直方向的夹角为时，物块A刚好不滑动。已知A、B及圆环可视为质点，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A.小球B的运动周期为B.A和水平薄板间的动摩擦因数为C.当B转动的角速度减小时，绳与竖直方向的夹角减小D.当B转动的角速度减小时，滑块A可能滑动〖答案〗C〖解析〗A．以B为对象，根据牛顿第二定律可得解得小球B的运动周期为故A错误；B．设绳子拉力为，以B为对象，竖直方向根据受力平衡可得以A为对象，根据受力平衡可得解得A和水平薄板间的动摩擦因数为故B错误；CD．以B为对象，根据牛顿第二定律可得可得可知当B转动的角速度减小时，增大，绳与竖直方向的夹角减小；根据可知绳子拉力减小，则A受到的静摩擦力减小，滑块A不可能滑动，故C正确，D错误。故选C。6.质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，O点上方固定一力传感器，显示细绳的拉力，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿某一方向拉直，如图所示，无初速度释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，小球速度不变，传感器的示数变为碰前瞬间的1.5倍，已知重力加速度为g，则小球在最低点的速度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗设小球在最低点的速度大小为，碰到钉子前瞬间有碰到钉子后瞬间有联立解得故选A7.2024年2月25日从中国科学院云南天文台获悉，近期国内多个团队合作，利用清华大学——马化腾巡天望远镜（TMTS），发现了一距离地球2761光年的致密双星系统——TMTSJ0526。已知组成某双星系统的两颗恒星A和B，质量分别为和，相距为L。在万有引力作用下各自绕它们连线上的某一点，在同一平面内做匀速圆周运动，运动过程中二者之间的距离始终不变。已知引力常量为G，则下列说法正确的是（）A.A和B的半径之比为B.A和B的线速度之比为C.A和B的向心加速度之比为D.A和B的运动周期均为〖答案〗D〖解析〗A．根据万有引力提供向心力其中可得，A和B的半径之比为故A错误；B．根据A和B的线速度之比为故B错误；C．根据A和B的向心加速度之比为故C错误；D．根据万有引力提供向心力，联立得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，将一小球P正对墙面的O点以大小不同的速度水平抛出，PO间距为L，小球落在墙面上的落点记为M，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.初速度越大，OM的距离越小B.初速度越大，落在墙面的竖直速度越大C.初速度越大，落在墙面的速度越大D.当初速度为时，落在墙面的速度最小〖答案〗AD〖解析〗AB．设小球的初速度为，则有竖直方向做自由落体运动，可知OM的距离和小球落在墙面的竖直速度分别为，可知初速度越大，OM的距离越小，小球落在墙面的竖直速度越小，故A正确，B错误；CD．小球落在墙面的速度大小为根据数学基本不等式可知，当即初速度为小球落在墙面的速度最小，故C错误，D正确。故选AD9.如图所示，物块A放在光滑的水平地面上，竖直悬挂的B小球通过光滑的定滑轮与物块A相连，初始时，细绳与水平方向的夹角为，在水平外力的作用下，物块A向左以速度做匀速直线运动，则（）A.初始时，B小球的速度大小为B.B小球做减速运动C.B小球处于超重状态D.A物块受到的水平外力恒定〖答案〗AC〖解析〗A．对AB沿绳方向速度相等，则有故A正确；B．物块A向左运动，角度变小，则B小球做向上的加速运动，处于超重状态，故B错误，C正确；D.设定滑轮到物块间的绳长为l，对小球B速度求导可得所以B加速度的大小为，对B根据牛顿第二定律对A有解得随着角度的变化，水平外力不恒定，故D错误。故选AC。10.小船过河时，以小船所在位置为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系，以水流速的方向为x轴正方向，水流速的大小为，垂直于水流速的方向为y轴，小船船头垂直于河岸在y方向做初速度为0，加速度为a的匀加速直线运动，已知河宽为d，则（）A.小船到达对岸的速度方向与x轴夹角的正切值为B.小船到达对岸的速度大小为C.小船到达对岸的坐标为（，）D.小船的运动轨迹方程为〖答案〗BCD〖解析〗ABC．小船到达对岸时，沿y轴方向有解得小船到达对岸时，沿y轴方向的分速度为小船到达对岸的速度方向与x轴夹角的正切值为小船到达对岸的速度大小为沿x轴方向有则小船到达对岸的坐标为（，），故A错误，BC正确；D．小船沿x轴方向有沿y轴方向有联立可得小船的运动轨迹方程为故D正确。故选BCD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.如图1所示，在“探究平拋运动特点”的实验中：（1）关于该实验，以下说法正确的是______（填选项序号）。A.小球释放的初始位置越高越好B.每次小球要从同一高度处由静止释放C.斜槽的末端切线必须水平D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板（2）某同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机（每隔相等时间T拍一次照片）拍摄小球在空中的位置。小球在平抛运动中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示，由于照片上的污渍，b球在坐标纸上的位置模糊不清。已知图2中每个小方格的实际边长，重力加速度g取，那么：①照相机的频闪周期______s；②小球做平抛运动的初速度大小是______m/s。〖答案〗（1）BCD（2）①.0.05②.1〖解析〗【小问1详析】A．小球释放的初始位置要适当，不是越高越好，故A错误；B．为了让小球平抛的初速度相同，每次小球要从同一高度由静止释放，故B正确；C．斜槽轨道末端必须水平，小球才能做平抛运动，故C正确；D．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板，故D正确。故选BCD。【小问2详析】①竖直方向每个点间的时间相同，所以竖直方向位移差相等，根据图可知，a、b竖直差一格，b、c竖直差两格，所以根据解得照相机的频闪周期小球做平抛运动的初速度大小是12.假设某兴趣小组在空间站“梦天”实验舱内测小滑块质量，实验装置如图1所示。转台能绕轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连接固定在转轴上的力传感器，计算机能通过传感器显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间Δt，兴趣小组采取了下列步骤：①用螺旋测微器测量遮光条的宽度d；②将滑块放置在转台上，使细线刚好伸直；③用刻度尺测量出滑块的旋转半径R；④轻推滑块，使滑块以某一角速度随轴一起匀速转动，记录力传感器和光电门的示数；依次增大滑块的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数F和光电门的示数Δt。回答下列问题：（1）本实验水平转台光滑与否对实验______（填“有”或“无”）影响。（2）滑块匀速转动的线速度大小可由______计算得出。（3）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，以为横轴，建立平面直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图2所示，测得图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用题中已知量字母表示）。〖答案〗（1）无（2）（3）〖解析〗【小问1详析】因空间站处于完全失重状态，滑块对水平转台压力为零，则本实验水平转台光滑与否对实验无影响。【小问2详析】滑块匀速转动的线速度大小【小问3详析】根据由图像可知解得13.2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称已经确定，新一代载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”。假设“梦舟”飞船绕月球表面飞行的周期为T，“揽月”飞行器在月球表面着陆后，宇航员在月球表面将一小球从倾角为的斜面上，以水平速度抛出后，仍落在斜面上，如图所示。月球半径为R，空中运动时不计阻力，求：（1）月球表面的重力加速度大小；（2）从斜面上抛出的小球，经过多长时间落在斜面上。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）飞船绕月球表面飞行的周期为T，则有解得月球表面的重力加速度大小为（2）从斜面上以水平速度抛出小球，落在斜面时，有可得下落时间为14.如图所示，水平面与光滑半圆轨道在P点平滑相接，半圆的半径为R，一可视为质点的小球从水平面上的某点以某一未知速度抛出，方向与水平方向的夹角为（未知），小球运动到最高点时，从半圆轨道上端无碰撞进入，并刚好能做圆周运动，已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：（1）小球抛出时的初速度大小以及与水平方向夹角的正切值；（2）小球抛出点与P点的距离。〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）从半圆轨道上端无碰撞进入，则有可得在最高点的速度大小为方向水平向右，由斜抛运动可知解得（2）小球抛出到最高点的时间小球抛出点与P点的距离15.2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。已知地球半径为R，地球表面两极的重力加速度为，返回舱绕地球在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动的速度为v，到达轨道I的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道II的近地点B时再次点火进入近地轨